外力作用下的振动教学设计

1、外力作用下的振动教学设计基本信息名称外力作用卜的振动执教者袁海宁课时1课时所属教材目录选彳3-4第章机械振动第5节教材分析外力作用卜的振动是人教版普通高中物理课程标准实验教科书物理选修3-4第章机械振动第5节内容。本节以“外力作用卜的振动”为标题，介绍了“阻尼振动”“受迫振动”“共振”的概念。在内容对卜上与老教材有较大的变化，这样做不仅可以使学生认识到阻尼振动、受迫振动和共振都属于外力作m下的振动，而且有利于学生对振动分类的理解。教材首先介绍了振动物体的固有频率的概念，再从能量的角度分析阻尼振动，进而通过实验探究了受迫振动的频率与驱动力频率的关系，最后利用实验探究了受迫振动的振幅与驱动力频率的

2、关系，从而认识了共振现象。在教学中我深入挖掘教材资源，充分发挥探究实验的作用，让学生亲身经历实验探究的过程，观察物体在做受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系，以及受迫振动的频率与物体固有频率接近时振动的特点，达到了较好的教学效果。学情分析学生通过前几节对机械振动的学习，已经知道了描述机械振动的振幅、周期、频率等概念的含义，对机械振动过程中的能量转化有初步认识。本节课的主要任务是通过实验掌握物体在做受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系，以及受迫振动的频率与物体固有频率接近时振动的特点。教学目标知识与能力目标1 .知道什么是阻尼振动，阻尼振动的图像的特点。2 .知道什么是受迫振动，知道受迫振动的频率等

3、于驱动力的频率。3 .知道什么是共振以及发生共振的条件。能够解释共振的应用和防止的实例。过程与方法目标1 .设置问题启发学生的思考，让学生掌握解决问题的思维方法。2 .探究和验证过程中掌握观察、总结、用数学处理物理问题的方法。3 .经历科学规律探究的过程、认识探究的意义、尝试探究的方法、培养探究的能力。情感态度与价值观目标1.通过受迫振动的实验，培养学生的科学探究的兴趣。2,通过探究实验培养合作精神和积极参与的意识。3.体会自然现象背后的奇妙规律，培养求知欲极学以致用的精神。教学重难占八、重点受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系，共振。难点受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系教学策略与设计说明学生

4、通过分组实验探究受迫振动频率与驱动力频率之间的关系，受迫振动振幅与驱动力频率和固有频率之间的关系，学生通过自己动手，由直观、真实、自然的实验现象得出受迫振动频率与驱动力频率之|用的规律，受迫振动振幅与驱动力频率和周后频率之间的图像。学生总结出规律后，通过解释不同的有趣的共振实验现象达到学以致用的目的。水到渠成的学习的过程中，体验成功的愉悦。教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图情境导入3分钟导入：教师出示PPT并播放新闻视频：引导学生通过观看“塔科马大桥垮塌”的视频，引起学生探究现象背后的秘密的欲望。PPT出示本节课的学习目标思考悲剧发生的原因创设情境，激发学生探究问题的兴趣占兀成导学案的自

5、一、阻尼振动【问题一】1 .什么是周启振动？2 .什么是固有周期和固有频率？1 .如果系统/、受外力的作用，此时的振动称为周启振动。2 .周后振动的频率（周期），叫做系统的固有频率（固有学生阅课本，基本可以完成自主学习的任务。主学习部【问题二】1.什么是阻尼振动？周期）。系统振动过程中受到阻力作用，系统克服阻力做功，个别学困生，分5分钟2.阻尼振动有什么样的特点？消耗机械能，因而振幅减小，这种振动叫做阻尼振动。振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越快，阻尼过大时，系统将不能发生振动。小组讨论过程也可以组内解决3.阻尼振动的图像周期和频率不变。4、阻尼振动过程中，振动快慢是台启义化？实际的振动一定

6、是阻尼振动5、实际的振动都是是阻尼振动吗？创设情境2分钟思考：怎样才使受阻力的振动的物体的振幅/、父，而一直振动下去呢？二、受迫振动【问题二】1 .什么是驱动力？2 .什么是受迫振动？用周期性的外力作用于振动系统，通过外力对系统做正功，补偿系统机械能的损耗，使系统持续地振动下去。驱动力（又叫策动力）：使系统持续振动下去的周期性外力物体在驱动力作用卜的振动由学生熟悉的荡秋千引入驱动力和受迫振动的概念，顺理成章合作探究15分钟【分组实:象，怛实验一：1、如何或动的弹簧，2、要想。发生变化3、实验文脸】动V省卜4、匕弹窗振子做三弹,可以工程中1手实验列问题"振W:什么运辰子的他、采取什弹簧

7、力并观察现力起来？振动？网（频率）么措施？门的固有转动手柄。弹簧振子做受迫振动改变手柄转动的周期或频率弹簧振子系统不变，固有周分组实验,小组讨论周期（频率）变了吗？4、弹簧振子做受迫振动的周期（频率）是由什么决定的？5、实验过程中，弹簧振子的振幅都一样吗？实验二：1、让其中一个摆球振动起来，你观察到了什么现象？2、其余的的摆球做什么运动？3、所有摆球的振幅都一样吗？什么样的振幅大？什么样的振幅小？4、小球做受迫振动的振幅大小与什么肩关系？4、实验过程中，所有小球的振动周期（频率）都一样吗？5、实验三：期/、艾由转动手柄的周期决定转动手柄频率不同，弹簧振子的振幅有时大有时小其余的小球也跟着振动起

8、来其余摆球都做受迫振动不同小球振幅后大有小摆长和驱动力的摆长接近的振幅大，二者相力:较多的振幅小系统的固有频率和驱动力的频率接近的振幅大，二者相力:较多的振幅小所有小球的振动频率都与驱动力的频率相等组内解决有困难，教师可以随堂指导分组实验，可以锻炼学生动手能力，提高观察实验现象，总结实验规律的能力1、敲击音叉，然后放到音箱附近，你听到的声音有什么变化/音叉的声音变大2、敲击不同的音叉，放到同一个音箱附近，效果一样吗？/、同的音叉声音变大的程度/、同3、如何解释这个现象？音叉和音箱的频率相同时，严首取大，频率小IT时尸首也变大，但是变化不如频率相同时明显6、你能说出乐器中的音箱是起什放大曰里，同

9、口寸也可以改善么作用的吗？音色通过观察三个实验，总结：振动稳定后的频率等于驱受迫振动的频率和什么后美系?动力的频率,跟物体的固有频率无关。受迫振动的振幅由驱动力频率和物体的固有频率共受迫振动的振幅和什么有美系,同决定：两者越接近，受迫振动的振幅越大，两者相差越大，受迫振动的振幅越小。归纳总二、共振1、什么叫共振现象？驱动力频率等于系统的固有频率时，受迫振动的系统振幅最大，这引导学生积极讨论结种现象叫做共振.102、产生共振现象的条件：f驱=f固分钟3、共振曲线：思考：运用所生活中的受迫振动现象有哪微波炉加热食物学知识些?这些现象是否都肩益？笛声除虫解决实采取什么措施会更好？登雪山严禁大声喊叫际

10、问题部队过桥要便步走学以致总结：利用时：f驱_f_固火车过桥要减速小说中的“狮吼功”共振筛转速计接近，相等最好用防止时：f驱f固远离，相差越多越好例题1.两个弹簧振子，甲的驱动力频率和物体的周启固有频率是100Hz,乙的固有频率频率越接近，受迫振动的振是400Hz，若它们均在频率是300Hz的驱动力作m下做受迫振动，则幅越大，两者相差越大,受（）迫振动的振幅越小，所以乙当A.甲的振幅较大，振动频率的振幅大堂是100Hz受迫振动的频率等于驱动B.乙的振幅较大，振动频率力的频率，跟物体的固有频检是300Hz测人匕zJJlizC.甲的振幅较大，振动频率率无关。所以甲乙的频率都各小组3分是300Hz是

11、300Hz口头展钟D.乙的振幅较大，振动频率是400Hz正确答案：C示讨论结果例题2.研究单摆受迫振动规律时得到如图所示图象，说法正确的是（）A.其纵坐标为位移B.其纵坐标为振幅C单摆的固有周期为2sD.图象的峰值表示共振时的振幅例题3.有一根张紧的水平纯上挂肩5个双线摆，其中b摆摆球质量最大，另4个摆球质量相等，摆长关系为Lc>Lb=Ld>La>Le,如图所示，现将b摆垂直纸面向里拉微小角度，放手后让其振动，经过一段时间，其余各摆均振动起来，达到稳定时（）A.周期关系为Tc>Td>Ta>TeB.频率关系为fc=fd=fa=feC.按巾田关系为AcAd-Aa

12、AcD.四个寸i中，d的振幅最大，且Ae<Aa答案：BCDB球作为驱动力，acde四个小球做受迫振动，其频率都等于驱动力的频率，因此答案B止确d球的探长和b球相等，因而振幅最大。ac的摆长都比b球的摆长小，且e的摆长比a还要小，因此e球的振幅小于a球的振幅，答案D止确答案：BD课堂小结2分钟学科班长总结本节课学到了哪些知识，从中得到哪些体验，哪方面的能力得到了锻炼，今后的打算和学习目标布置作业1分钟1 .布置检测练习导学案中课后作业部分2 .拓展阅读课上没有进行讨论的共振现象，可以课余时间上阿查找具体的装置和现象，并用所学受迫振动知识进行解释。板书设计小结1、阻尼振动：振幅（能量）逐渐减

13、小的振动。2、受迫振动：物体在周期性驱动力作m下的振动物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率无关。3、共振：当驱动力的频率跟物体的固有频率相等时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。A利用共振时：应使驱动力的频率f接近或等于振动物体的固后频率foR防止共振时：应使驱动力的频率f与物体的固有频率fo不同，而且相差越大越好教学反思：本节课知识内容较简单，受迫振动实验较难操作，以往主要以讲授式为主，容易造成“填鸭”效果，所以本节课主要以学生实验为主，通过实验得出受迫振动的相关规律。本节课首先通过“塔科马大桥垮塌”的新闻视频创设了物理情景，激发学生探究的欲望，通过亲自动手

14、探究实验，让学生体验学习的过程，培养学生观察实验现象的能力，通过让学生自己思考、总结得出规律，培养学生的思维能力，通过运用规律解释各种共振现象，培养学生理论联系实际，学以致用，让学生体验成功的喜悦。通过当堂检测，巩固课堂上所学到的知识。本节课感触最深的是实验较难操作，实验稳定性不强，导致实验时间不好控制，讲课之前已经预留了4分钟的时间调整，实际操作发现学生动手实验占用了大量时间，另外，由各种共振现象中总结出受迫振动的规律对于学生来说有一定困难，学生很难一下子说出来，需要教师在课堂上逐步引导。本节课设计的各个环节还可以继续改进和调整。比如：实验三一一声音的共鸣，可以直接以视频播放的形式展示给学生，有学生解释现象，这样就可以在实验探究缓解